Elektrický obvod a jeho základy
Mikrokontrolér Arduino pracuje s digitálnymi a analógovými vstupmi/výstupmi. Digitálne vstupy/výstupy využívame na určenie stavu logickej jednotky alebo nuly. Analógové vstupy sa najčastejšie používajú na pripojenie snímačov. Elektronika sa zaoberá generovaním, úpravou a vyhodnocovaním elektrických signálov. Tvorí základňu pre ďalšie špecializované odbory slaboprúdovej elektroniky, akými sú konštrukcia elektronických počítačov, technická kybernetika, rádiotechnika, televízna technika, oznamovacia technika po vedeniach, lekárska elektronika a pod. V nasledujúcich kapitolách a podkapitolách sa zoznámite so základnými pojmami, lineárnymi a nelineárnymi elektronickými súčiastkami ich vlastnosťami a použitím v elektronike. Elektronické prvky, s ktorými sa môže stretnúť v elektronike považujeme za základné konštrukčné súčasti, z ktorých sa ich vodivým prepojením vytvorí elektrický obvod s požadovanou funkciou. Môžu byť vo forme samostatnej súčiastky, alebo ako súčasť integrovaného obvodu.
Jednoduchý elektrický obvod
Najjednoduchší elektrický obvod aký dokážeme zostaviť musí pozostávať zo:
- spotrebiča
- zdroja napätia
- elektrických vodičov.
Vysvetlenie schematických značiek:
- elektrický vodič
- Napájací zdroj
- žiarovka (spotrebič, ktorý má elektrický odpor)
Napätie meriame vo voltoch (V), prúd v ampéroch (A). Konštantou úmernosti je elektrický odpor R, ktorý meriame v ohmoch (Ω).
Elektrický odpor, rezistor, potenciometer, trimer
Elektrický odpor je schopnosť prostredia brániť voľnému pohybu elektrického náboja, t. j. pretekaniu elektrického prúdu. Elektrickým odporom sa rozumie jednak vlastnosť prostredia, ktorá má opačný význam ako elektrická vodivosť, ale aj parameter elektrického obvodu (zariadenia) charakterizujúci elektrickú energiu premenenú na teplo. Elektrický odpor v lineárnych prostrediach nezávisí od napätia a prúdu a je s týmito integrálnymi veličinami elektrického poľa viazaný Ohmovým zákonom. V elektrických schémach používa na zakreslenie veľkosti elektrického odporu súčiastka pod názvom rezistor. Rezistory sú elektronické súčiastky, ktorých základnou vlastnosťou je elektrický odpor potrebnej veľkosti.
Menovitý odpor rezistora – je výrobcom predpokladaný odpor súčiastky v ohmoch *Ω+. Na súčiastke býva označený kódom tvoreným skupinou číslic alebo písmen. Tiež môže byť kódovaný farebnými pásikmi.
Ak by sme potrebovali nastavovať veľkosť elektrického odporu v obvode, napr. zmena hlasitosti, kontrastu LCD panelu a pod., môžeme využiť súčiastky ako sú potenciometer a trimer.
Potenciometre sú tvorené odporovou dráhou a bežcom, ktorého možno plynulo posúvať pozdĺž odporovej dráhy otáčaním osky, s ktorou je bežec spojený.Rozdelenie potenciometrov:
- otočné - jednoduché v jednom puzdre jeden systém
- dvojité - v jednom puzdre dva systémy regulované samostatne
- tandemové - dva systémy na jednej oske regulované súbežne
- odporové trimre
Trimer je pasívna elektronická súčiastka využívajúca efektu rezistora. Jednoducho sa dá povedať, že sa jedná o premenlivý odpor. Konštrukciou sa snažíme o čo najmenšiu veľkosť trimra a v obvodoch sa umiestňuje do problematických miest. Jeho úlohou je pri oživovaní umožniť reguláciu (doladenie). Regulácia sa robí skrutkovačom. Pre používateľov nebývajú tieto regulačné prvky prístupné.
Schematická značka potenciometra je:
